Vantagens e desvantagens das turbinas eólicas do eixo vertical, diferenças entre turbinas eólicas do eixo vertical e turbinas eixos horizontais

Vantagens e desvantagens das turbinas eólicas do eixo vertical
Vantagens das turbinas eólicas do eixo vertical
1. Os indicadores gerais de desempenho são altos. Em termos de construção, é usado um design de pivô duplo com lâminas e triângulos retos, e o ponto de força principal está concentrado no cubo, resolvendo os problemas de descolamento de lâmina, fratura e voando. As lâminas da turbina eólica do eixo vertical formam um círculo com a mesma diferença de ângulo, que pode reduzir a pressão no suporte central; Além disso, uma série de equipamentos auxiliares, como caixas de câmbio, caixas de câmbio e dispositivos de transmissão, pode ser colocada em plataformas de trabalho relativamente próximas ao solo, reduzindo o peso do próprio ventilador e, em certa medida, reduzindo os custos de construção e manutenção do ventilador. Os ventiladores de eixo vertical também podem ser usados ​​para a integração de construção, o que é benéfico para a construção urbana.
2. Reduzir a poluição ruído. Adotando os princípios da rotação do plano horizontal e da aplicação da lâmina no projeto da asa de aeronaves, o ruído é reduzido a um nível que não pode ser medido em ambientes naturais.
3. Não há necessidade de instalar sistemas auxiliares. Comparado com as turbinas eólicas do eixo horizontal, as turbinas eólicas do eixo vertical têm planos de rotação da lâmina paralelos ao solo, o que permite que a energia do vento seja obtida de várias direções sem a necessidade de adicionar dispositivos de guinada para ajustar a direção de receber energia eólica como as turbinas eixos horizontais. A estrutura geral é mais simples, o que reduz a vibração gerada pela operação da turbina eólica até certo ponto e melhora sua confiabilidade.
4. Forte resistência ao vento. O princípio da rotação horizontal e do design de pivô duplo triangular permite suportar menos pressão do vento e pode suportar tufões de até 45 metros por segundo.
5. A estrutura da lâmina é simples. Devido à capacidade aprimorada das lâminas de turbinas eólicas do eixo vertical de capturar a energia do vento, quando as lâminas giram sob força do vento, elas são submetidas apenas à pressão da turbina eólica e à tensão da força centrífuga rotativa nas lâminas. Portanto, os requisitos para materiais de lâmina são reduzidos e os materiais selecionados são mais universais, reduzindo o custo das lâminas de compra.
6. A faixa de velocidade aumentou. Comparados às turbinas eólicas do eixo horizontal, as turbinas eólicas do eixo vertical podem atingir uma velocidade máxima muito maior e ter melhor estabilidade operacional sob fortes velocidades do vento. Eles podem suportar velocidades de vento de alta intensidade de até 60m/s. Enquanto a estratégia de controle e a seleção de material da turbina eólica forem apropriadas, a utilização da energia eólica por turbinas eólicas do eixo vertical é muito maior que a das turbinas eólicas do eixo horizontal.
Desvantagens das turbinas eólicas do eixo vertical:
Em primeiro lugar, os indicadores de desempenho inicial dos ventiladores de eixo vertical são piores que os dos ventiladores do eixo horizontal. Em segundo lugar, durante uma rotação das lâminas, o torque negativo é gerado em algumas posições, resultando em baixa eficiência de saída do ventilador; A terceira questão comum para todas as turbinas eólicas é o problema da anti -vibração, especialmente para grandes turbinas eólicas; Em quarto lugar, devido ao fato de que o vento é uma variável incerta em tempo real, a estabilidade da potência de saída da geração de energia eólica não é tão boa quanto a geração tradicional de energia térmica, resultando em grandes flutuações e dificuldade na conexão da grade.
A diferença entre turbinas eólicas do eixo vertical e turbinas eólicas do eixo horizontal
Diferença 1: folhas
O design da lâmina das turbinas eólicas do eixo horizontal geralmente adota a teoria dos elementos da lâmina do momento e a interferência entre as lâminas da turbina eólica também é muito forte. Todo o fluxo é muito complexo e é impossível obter resultados precisos apenas com base na teoria dos elementos da lâmina.
O projeto da lâmina das turbinas eólicas do eixo vertical costumava ser baseado no método de design do eixo horizontal, dependendo da teoria dos elementos da lâmina. Devido ao fato de que o fluxo de uma turbina eólica do eixo vertical é mais complexo que o de um eixo horizontal, é um fluxo instável de grande separação típico e não é adequado para análise e design usando a teoria dos elementos da lâmina.
Diferença 2: estrutura
As lâminas de uma turbina eólica do eixo horizontal são submetidas a um efeito combinado da força inercial e da gravidade durante uma rotação. A direção da força inercial muda a qualquer momento, enquanto a direção da gravidade permanece inalterada. Como resultado, as lâminas são submetidas a uma carga alternada, o que é muito prejudicial à sua força de fadiga. Além disso, os geradores de eixo horizontal são colocados em alturas de dezenas de metros, o que traz muito inconveniência à instalação, manutenção e reparo dos geradores.
As lâminas de uma turbina eólica do eixo vertical experimentam força muito melhor durante a rotação do que as de uma turbina eólica do eixo horizontal. Devido à direção constante da inércia e da gravidade, eles são submetidos a uma carga constante, resultando em uma vida útil mais longa do que uma turbina eólica do eixo horizontal. Enquanto isso, o gerador de eixo vertical pode ser colocado sob a turbina eólica ou no chão para facilitar a instalação e a manutenção.
Diferença 3: Velocidade do vento inicial
É um consenso que o desempenho inicial das turbinas eólicas do eixo horizontal é bom, mas de acordo com experimentos de túnel de vento conduzidos pelo Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da China aerodinâmica em pequenas turbinas eólicas horizontais, a velocidade inicial do vento está geralmente entre 4-5m/s, com o máximo de 5,9m/s. Esse desempenho inicial é claramente insatisfatório. É também um consenso na indústria de que o desempenho inicial das turbinas eólicas do eixo vertical é ruim, especialmente para o tipo Darrieus ø - Turbinas eólicas em forma, que não têm capacidade de começar. Essa também é uma razão que limita a aplicação de turbinas eólicas do eixo vertical. No entanto, há uma conclusão oposta de Youchanghu em relação à turbina eólica em forma de H ao estilo Darrieus. De acordo com a pesquisa do autor, desde que o ângulo de aerofólio e instalação seja selecionado adequadamente, o desempenho inicial bastante bom pode ser alcançado. Através de experimentos de túnel de vento de turbinas eixos verticais de eixo de turbina dupla, turbinas eixos verticais e turbinas eixos verticais da gaiola de esquilo, a velocidade do vento inicial desta turbina eólica em forma de Darrieus, que é melhor que as turbinas do vento de eixo horizontal mencionadas acima.
Que tipo de turbina eólica do eixo vertical é bom?
Pode ser dividido em quatro tipos: cantilever, balanceamento de carga, turbina eólica integrada e gerador e separado. Após a comparação, verifica -se que:
(1) A turbina eólica vertical equilibrada da carga adota um layout simétrico no projeto estrutural, especialmente nos principais componentes, o que melhora bastante o desempenho operacional, a vida útil e o desempenho do processo de montagem da turbina eólica do eixo vertical estruturalmente. As dimensões estruturais gerais deste produto são pequenas, com boa processabilidade de montagem, transporte e instalação convenientes e bom desempenho de manutenção. Comparado com as turbinas eólicas do eixo vertical tradicionais, possui vantagens técnicas e de custo significativas.
(2) A turbina eólica separada garante a eficiência operacional da nova turbina eólica vertical balanceada de carga do princípio e estrutura, melhora bastante a vida útil da operação e tem as vantagens de bom desempenho de manutenção, fácil instalação e baixo custo geral de fabricação. Portanto, as turbinas eólicas separadas têm um grande valor prático e também o valor promocional das turbinas eólicas do eixo vertical do mesmo tipo, mas de potência diferente.